5G技術應用的現狀與發展趨勢

羅保坤 張宇

摘 ?要：隨著信息技術的不斷發展，移動通信技術已滲透到社會生產以及人們的生活的各個環節。與此同時，移動終端設備的數量也在快速增長。隨著生活水平的不斷提升，在生產和生活中對環境監測、遠程醫療等數據智能服務的需求也在快速增長，移動通信以及即將普及的5G技術對社會發展起到了直接的促進作用。文章通過對移動通信及5G技術的梳理，回顧了移動通信技術的發展歷程，并對其發展趨勢進行了展望。

關鍵詞：移動通信技術;5G;發展趨勢

中圖分類號：TN929.5 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）13-0053-03

Abstract：With the continuous development of information technology，mobile communication technology has penetrated into every link of social production and peoples life. At the same time，the number of mobile terminal devices is also growing rapidly. With the continuous improvement of living standards，the demand for intelligent data services such as environmental monitoring and telemedicine in production and life is also growing rapidly. Mobile communication and the upcoming 5G technology have played a direct role in promoting social development. This paper reviews the development process of mobile communication technology by combing mobile communication and 5G technology，and looks forward to its development trend.

Keywords：mobile communication technology;5G;development trend

0 ?引 ?言

隨著信息技術的不斷發展和移動終端設備數量的快速增長，計算機網絡虛擬傳輸技術也正在經歷快速發展。與此同時，我國移動通信技術也取得了長足的進步，移動通信系統經過不斷優化正逐漸趨于完善。以5G技術為代表的智能化移動通信系統也隨著技術進步實現了跨越式發展。筆者單位為遼寧郵電規劃設計院有限公司，承擔數據通信、移動通信、電信業務支撐系統、光纖及微波傳輸等領域的勘察設計與技術咨詢，其多項業務與移動通信及5G技術高度相關。因此，本研究與筆者的實際工作聯系密切，對5G技術在通信企業中的應用有著重要的理論與實踐意義。

1 ?5G技術及其特征

1.1 ?5G技術概況

5G或5G技術均為第五代移動通信技術的簡稱。移動通信及5G技術與傳統的信息通信技術存在著本質的差異。隨著信息傳輸方式逐漸多樣化的趨勢，通信技術先后經歷了網絡傳輸以及信號數字傳輸階段。移動通信技術正是在這兩種技術的基礎上，通過對信號傳輸路徑的逐步完善發展起來的[1]。移動通信技術的快速發展使得數據傳輸能力得到了極大的提升，同時也使得現代信息技術的體系更加完善。我國移動通信技術從2G開始，分別經歷了3G和4G時代，目前5G技術已進入商用階段，并即將大范圍普及。

1.2 ?移動通信及5G的技術特征

移動通信技術是科技進步的產物，因而在科技發展的不同階段具有不同特點。移動通信技術的特點主要包括：（1）數字化。移動通信的主要傳輸模式是數字傳輸，這與傳統的模擬信號傳輸模式具有本質的區別。移動通信技術的網絡也是建立在數字傳輸的基礎上，因此移動通信技術具有顯著的數字化特征。（2）穩定性。移動通信運用了信號的雙向傳輸方式，使得數字信號在傳輸過程中具備較強的抗干擾能力。而數字信號在傳輸過程中使用了修復和保護技術，使移動通信具備了較強的穩定性。（3）準確性與完整性。移動通信中的信息傳輸過程不再采用單一模式，雷達技術被廣泛運用于信息系統建設中。與此同時，通信網絡建設也較以往更加完善，很大程度保證了數據傳輸的準確性與完整性。

5G移動通信技術的目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。5G技術的應用方向主要包括：（1）物聯網。5G系統將以物聯網為特征，提供持續的服務，實現可持續盈利的商業模式[2]。（2）虛擬化。5G網絡需要虛擬化的能力，使每個網絡切片可以適應不同任務、不同工作環境。（3）高效利用資源。5G系統將根據客戶的業務需求進行管理，確保通信場景中的性能和用戶體驗，高效利用網絡資源。

2 ?5G技術應用現狀

2.1 ?全球5G發展現狀

從全球范圍內來看，許多國家和地區正在積極推進5G技術的商用。運營商目前推出的5G業務以增強移動寬帶類為主。

2018年9月，美國推出“5G加速發展計劃”，從基礎設施建設、網絡監管等方面為5G技術加速發展和全面商用鋪平道路。2019年4月9日，AT&T公司宣布將其5G網絡覆蓋進一步擴展至總共19個城市。

2019年4月，韓國政府宣布將進一步推進韓國5G戰略，構建5G生態圈。與此同時，韓國多家運營商相繼推出或擴展5G商用服務。

2020年，日本多家運營商繼續深入5G相關技術的應用研發。日本總務省等機構針對遠程醫療、車聯網、智能生產、應急救災等領域的5G商用進行了技術攻關與重點研發。

2019年4月，瑞士電信在“5G商用發布會”上推出基于3.5 GHz頻段的5G商用服務，其業務目前已覆蓋50個城市及其周邊鄉村地區。

2.2 ?我國5G發展現狀

我國工信部、發改委等部門聯合成立的IMT-2020（5G）推進組，于2017年底出臺了中國5G中頻規劃方案。2018年11月，首個5G連續覆蓋試驗區在重慶市建設完成，在試驗區內同時發布的多個5G商用項目，包括遠程駕駛、無人機、虛擬現實等。2019年6月，工信部對中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電四家運營商頒發了5G商用牌照，標志著我國正式進入5G商用時代。

根據中國信息通信研究院發布的數據，2020年5月，我國5G手機出貨量占比大幅度上升，國內市場5G手機出貨量1 564.3萬部，占同期手機總出貨量的46.3%。2020年

1—5月，國內市場5G手機累計出貨量4 608.4萬部，在國內市場手機累計出貨量的占比達37.0%，如圖1所示。

2020年1—5月，國內市場5G手機上市新機型累計81款，在國內市場所有上市手機新機型中占比為47.9%，如圖2所示。

3 ?5G技術應用發展趨勢

隨著5G的快速發展與商用，數據傳輸渠道也在不斷拓展。移動通信技術的發展趨勢是：更快的傳輸速度、更好的穩定性、更強的抗干擾能力。

3.1 ?移動數據的傳輸速率大幅增加

5G時代，移動通信數據的傳輸速率將大幅提升。5G通過使用最先進的蜂窩移動通信技術，使移動通信峰值結構得到進一步的完善和拓展[3]。在連續廣域覆蓋和高移動性下，用戶體驗速率達到100 Mbit/s。與此同時，5G通信在數據傳輸時，峰值的穩定性也將比4G通信大幅提升，數據信號傳輸中對網絡資源的消耗進一步下降。

3.2 ?數據傳輸的穩定性增強

移動通信技術中蜂窩數據技術已趨于完善，5G技術正應用于自動駕駛、遠程醫療等場景。在未來，如果能夠將蜂窩數據傳輸結構與更加先進的數據傳輸結構相結合，就可以有效提升移動通信技術資源傳輸的綜合穩定性[4]。（1）蜂窩數據傳輸結構將會向密集型數據傳輸方向發展。由于4G移動通信技術中的蜂窩數據傳輸結構不夠緊密，一旦數據傳輸強度超過4G傳輸標準，就會對網絡傳輸性能產生嚴重影響。如果能夠在同一數據傳輸區域同時設置多個數據接收裝置，就能進一步提升蜂窩數據在信息接收和傳輸過程中的信號強度以及穩定性，這將是移動通信技術未來的發展趨勢。（2）應用新型數據傳輸架構，讓蜂窩數據傳輸具備更強的靈活性。在移動通信技術的發展中出現了新型蜂窩數據傳輸架構，例如利用數據網絡傳輸云平臺，完善蜂窩數據傳輸結構的優化路徑，這也為移動通信技術提供了新的發展思路和方向。

3.3 ?數據移動傳輸安全性提升

隨著用戶對于隱私保護需求的增加，數據傳輸的安全性是移動通信技術發展必須解決的問題。4G技術在數據傳輸的過程中，僅能保障接收端的信號強度，一旦數據在接收過程中被截獲，將引起數據丟失。5G技術通過解決用戶非法定位的威脅，確保了用戶數據傳輸過程的安全性，提升了移動通信網絡抵御外部攻擊的能力[5]。未來移動通信技術的發展將填補4G移動通信技術中的漏洞，建立完善的通信信息數據模擬保護系統。該保護系統可以在出現信號受干擾或者被盜取時，模擬通信信號實現對外部干擾信號的分辨率干擾，以保證移動通信數據的安全性。同時，未來移動通信的客戶端在數據信息接收的過程中也將實現數據信號的自動保護功能。

隨著5G的商用和全面普及，5G技術正逐步運用于車聯網與自動駕駛、遠程外科手術、智能電網等領域，移動通信技術已經成為人們生產生活中不可或缺的部分。為了讓移動通信技術在各個領域得到更加廣泛的應用，未來可能還需要將移動通信設備的裝機數據資源與無線網絡傳輸的智能化銜接，即當移動終端進入無線網絡覆蓋區域時，設備自動實現數據傳輸信號的切換。同時逐步實現以太網信號與移動通信信號的銜接，對移動用戶識別碼實施規范化管理。隨著科學技術的不斷發展，移動通信技術取得了巨大的進步。為滿足用戶個性化的需求，移動通信的數據傳輸結構、數據接收模式等正向著智能化、個性化方向發展。

4 ?結 ?論

總之，移動通信與5G技術正在改變人類溝通和交流的方式，快速發展的網絡技術也推動著通信產業的變革。5G目前正取代4G，成為主流的移動通信技術，并在物聯網、虛擬化和高效利用資源等領域發揮著不可替代的作用。5G技術將改變原有的蜂窩數據傳輸結構，大幅提升移動通信的傳輸速度、穩定性和安全性。在不久的將來，5G無線技術將通過安全、高速、穩定的無線網絡把所有各類終端、應用、服務連接到一起，使人類進入萬物移動互聯的時代。

參考文獻：

[1] 杜瀅，朱浩，楊紅梅，等.5G移動通信技術標準綜述 [J].電信科學，2018，34（8）：2-9.

[2] 王毅，陳啟鑫，張寧，等.5G通信與泛在電力物聯網的融合：應用分析與研究展望 [J].電網技術，2019，43（5）：1575-1585.

[3] 尤肖虎，張川，談曉思，等.基于AI的5G技術——研究方向與范例 [J].中國科學：信息科學，2018，48（12）：1589-1602.

[4] 馮登國，徐靜，蘭曉.5G移動通信網絡安全研究 [J].軟件學報，2018，29（6）：1813-1825.

[5] 楊凌，高楠.5G移動通信關鍵技術及應用趨勢 [J].電信技術，2017（5）：30+33.

作者簡介：羅保坤（1980.06—），男，漢族，河北滄州人，工程師，項目經理，碩士，研究方向：移動通信工程;張宇（1981. 11—），男，漢族，山東蓬萊人，高級設計員，學士學位，研究方向：移動通信工程。